Алмаз, элементарная ячейка

Рис. 1. Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза (кубической гранецентрированной)

Под элементарной ячейкой кристалла понимают наименьший его объем (параллелепипед), который позволяет мысленно построить всю структуру кристалла путем перемещения (трансляции) параллелепипеда в трех направлениях. В задаче N° 10-15 Вы собрали модели кристаллических решеток алмаза и графита. Выделите элементарную ячейку в каждой модели. Опишите форму элементарной ячейки. Сколько атомов углерода содержится в каждой из ячеек [c.65]

Рассмотрим возможную причину полярности оси на атомном уровне. На рис. II, 7, б для двух кубических кристаллов с алмазоподобными структурами сфалерита (а-2п8) и алмаза — показано расположение атомов. . . 2п—3. . . 2п—3. .. и соответственно. . . С—С. . . С—С. . . вдоль телесных диагоналей элементарной ячейки, являющихся осями симметрии третьего порядка Сд. Как показывает расположение атомов, в сфалерите эти оси по-лярны, а в алмазе неполярны. [c.48]

Физическая природа ковалентной связи в твердых телах та же, что и в молекулах. Сила притяжения возникает в результате концентрации электронного облака вдоль прямых, соединяющих соседние ядра. Типичными примерами кристаллов с почти чистой ковалентной связью являются кристаллы алмаза, кремния, германия, карбида кремния (Si ). Все они имеют структуру алмаза , показанную на рис. 2 ее следует сравнить со структурой молекулы метана (рис. 17). В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлением валентных связей. [c.46]

В клатратных гидратах кубической структуры II элементарная ячейка — гранецентрированная алмазная (рис. 1.3). На ячейку приходится 136 молекул воды, 16 малых и восемь больших полостей. В структуре алмаза элементарной ячейке принадлежит восемь атомов углерода, половина из которых занимает узлы гранецентрированной кубической решетки (здесь [c.10]

Если сочетанием ансамблей полиэдров создается элементарная ячейка, трансляцией которой строится вся решетка твердого тела, то решетка такого тела будет строго упорядоченной и тело относится к кристаллам. Если полиэдры в составе ансамбля полиэдров располагаются произвольным способом и сами ансамбли полиэдров также размещаются друг относительно друга хаотично, то образуется аморфная структура. Например, в решетке алмаза ансамбли тетраэдров располагаются строго упорядоченно, а в структуре силикагеля хаотично. Алмаз имеет кристаллическую решетку, а силикагель — аморфную. [c.57]

Кристаллы германия и кремния также имеют решетку алмаза. Длина ребра куба элементарной ячейки составляет для алмаза [c.85]

Как видно из рис. У-б, элементарная ячейка кристалла алмаза имеет тетраэдрическое строение, причем каждый атом С связан [c.118]

Первые два элемента — типичные неметаллы. У германия появляются некоторые черты металличности. Свинец — типичный металл. От углерода к свинцу ослабляются окислительные и усиливаются восстановительные свойства атомов. У соединений четырехвалентных элементов по тому же ряду усиливаются окислительные свойства, а у соединений двухвалентных элементов ослабляются восстановительные свойства. Углерод в виде алмаза — диэлектрик. Кремний, германий и а-олово — типичные полупроводники, имеющие алмазный тип кристаллической решетки (см. рис. 45). У металлического р-олова тетрагональная элементарная ячейка. У свинца ячейка типа К-12. [c.286]

Так, из рисунков V-5 и V-6 видно, что атом углерода в элементарной ячейке алмаза окружен четырьмя атомами С, расположенными по вершинам тетраэдра. Следовательно, координационное число, характерное для кристаллов алмаза, равно четырем. Далее, из рисунка V-7 явствует, что антураж каждого атома С в ячейке графита составляет 3 частицы, что соответствует координационному числу 3. [c.126]

Алмаз — бесцветное, прозрачное вещество, не проводящее электрический ток. Имеет кубическую элементарную ячейку (рис. 26). Каждый атом углерода окружен правильным тетраэдром из четырех других, поскольку имеет место хр -гибридиза-ция. Все атомы в кристаллической решетке расположены друг от друга на одинаковом расстоянии 0,154 нм и каждый га них образует локализованные двухэлектронные связи с соседними атомами. Такая структура объясняет чрезвычайно высокую твердость алмаза. [c.215]

Алмаз — бесцветное, прозрачное вещество, не проводящее электрический ток. Имеет кубическую элементарную ячейку (рис. 25). Каждый атом углерода окружен правильным тетраэдром из четырех [c.237]

Элементарная ячейка алмаза довольно сложна. Она представляет собой гранецентрированный куб, в который еще дополнительно вписано 4 атома углерода. Число частиц, необходимое для построения такой элементарной ячейки, п = ( /в)8 + ( /2)6 Ч-4 = 8. Координационное число 4, так как в данном случае оно равно числу [c.104]

Приведем еще аналогичные соотношения при превращении аллотропной формы со структурой типа алмаза А4 в объемно-центрированную кубическую структуру ОЦК- Элементарная ячейка структуры типа алмаза — куб с ребром ад, на который приходится 8 атомов [c.273]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 13.12 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между [c.427]

В алмазе, как и в сфалерите, четыре чередующихся центра восьмушек куба остаются не занятыми атомами. Плотность упаковки алмаза очень мала, что видно на рис. 42-г. Она равна 34%. Расстояния между соседними атомами С в алмазе 1,54 А. Радиусы атомов равны диагонали куба. Далее на рис. 49-а изображена алмазная решетка в другом аспекте. Здесь Также хорошо видно, что каждый атом окружен четырьмя другими, т. е. координационное число равно 4. В решетке алмаза оно определяется числом ковалентных связей атомов С с соседними. Направленность четырех гибридных облаков валентных зр -электро-нов атомов С, за счет которых осуществляются эти четыре а-связи, определяет тетраэдрическую направленность их под углом ]09°28. Число атомов С в такой элементарной ячейке восемь (8х /в — в вершинах куба плюс 6 XV в центрах граней и плюс 4 — внутри куба). [c.123]

В атомных решетках определенным образом располагаются атомы, связанные между собой ковалентной связью. Такие решетки наблюдаются у простых веществ — алмаза, графита, серы, фосфора и др. В кристаллической решетке алмаза (рис. 18) элементарной ячейкой являемся -гетра-эдр, в центре которого находится атом углерода, [c.65]

Все эти вещества обладают различным электрическим сопротивлением и занимают в общей шкале сопротивлений (рис. 197) места, далекие друг от друга. Строение кристаллов этих веществ одинаковое, но в зависимости от радиусов атомов и величин энергии межатомной связи размеры кристаллических решеток различны. В табл. 125 показаны размеры ребра куба элементарной ячейки для решетки типа алмаза, радиусы атомов и энергии связи между атомами в кристаллах этих веществ, а на рис. 198 показано объемное строение кристалла и интерпретация его в плоскости. [c.442]

Промышленное производство алмазов было начато примерно в 1950 г., после того как были разработаны методы получения очень высоких давлений (свыше 50 000 атм) при высоких температурах (2000 °С). Кристаллизации искусственных алмазов благоприятствует добавление небольшого количества металла, например никеля. Весьма примечательно то, что длина ребра элементарной кубической ячейки кристалла никеля, содержащей четыре атома никеля в кубической плотнейшей упаковке, составляет 352 пм и почти равна длине ребра элементарной ячейки кристалла алмаза 356 пм, которая имеет 8 атомов углерода их порядок расположения показан на рис. 7.1. Искусственные алмазы содержат некоторое количество атомов никеля, замещающих пары атомов углерода. [c.174]

Более сложные тетраэдрические сетки. Все прочие трехмерные сетки со связанностью 4 более сложны, чем алмазная сетка, которая оказывается единственной содержащей минимальное число точек (2) в топологической элементарной ячейке. Мы уже рассматривали родственную сетку гексагонального алмаза. Как и обычный алмаз, она представляет собой сочленение шестиугольников, но в своей наиболее симметричной конфигурации она состоит из циклов, имеющих как форму кресла, так и форму ванны в отличие от алмаза, где все циклы относятся к первому типу. Позиции чередующихся точек в этих двух сетках (т. е. позиции атомов S или Zn в цинковой обманке и в вюртците) соотносятся между собой как кубическая и гексагональная плотнейшие упаковки (гл. 4), и соответственно имеется бесконечно большое число тесно связанных структур, отвечающих более сложной последовательности плотноупакованных слоев. Многие из этих структур обнаружены в кристаллах Si (см. политипы карборунда, разд. 23.3). Структура высокотемпературного оксида ВеО (разд. 12.2.4) родственна вюртцитоподобной структуре низкотемпературной формы. [c.160]

Продолжая во все стороны элементарную ячейку алмаза, изображенную на стр. 178, покажите восемь соседствующих друг с другом элементарных ячеек. Затем определите координаты всех атомов на полученном рисунке. [c.184]

Рнс. 46. Элементарная ячейка решетки алмаза. [c.170]

Существуют и другие модификации углерода, структура которых пока неизвестна или же изучена недостаточно надежно. В 1979 году появилось сообщение о синтезе кубической модификации углерода, имеющей 16 атомов углерода в элементарной ячейке. Новая кристаллическая модификация углерода получена при конденсации потоков углеродной плазмы на охлаждаемых подложках вкраплениями монокристаллов до 300 нм в углеродной пленке. Ударным сжатием монокристалла фафита получена" метастабильная при атмосферном давлении модификация углерода. Она имеет кубическую решетку с периодом 0,554 нм, 24 атома в элементарной ячейке и промежуточную между алмазом и фафитом плотность (2,265 г/см ). В работе " сообщалось о получении при высоких давлениях металлического углерода. Позднее было показано, что и при нормальных условиях может существовать метастабильная форма углерода с металлическими свойствами . [c.9]

Алмаз кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке, его элементарная ячейка состоит из восьми атомов. Плотность алмаза 3,51 г/см . Определить первые шесть углов, при которых будет происходить отражение, если использовать рент- [c.599]

Рассмотрим прежде всего структуру льда — обычной его модификации, именуемой лед 1 (в отличие от других полиморфных форм, коих не менее 8, — они существуют при повышенном давлении [41]). Лед 1 гексагонален, каждый атом кислорода в решетке расположен в центре тетраэдра, в вершинах которого находятся соседние атомы О. Расстояния О—О равны 2,76 А (ср. стр. 198). Каждая молекула HgO связана с четырьмя соседними водородными связями. В элементарную ячейку входят четыре молекулы. Решетка льда рыхлая, с множеством пустот, так как ее координационное число (т. е. число ближайших соседей) мало — оно равно четырем. Поэтому лед легче своего расплава. Это свойство льда не уникально, им обладают также кристаллы алмаза, кремния и германия, имеющие сходное строение. [c.202]

НОСТИ элемента, т. е. координационное число равно номеру группы периодической системы. Типичный представитель данного типа кристаллов — алмаз. Элементарная ячейка решетки алмаза и структура алмаза пр.чведена на рис. VI-13. Ребро элементарной [c.242]

Существуют две политипные модификации алмаза кубический, который содержит восемь атомов углерода в элементарной решетке, и гексагональный -лонсдейлит, содержащий в элементарной ячейке четыре атома углерода. Физические свойства (плотность, твердость, электрическое сопротивление, оптические свойства) кубической и гексагональной модификации очень близки, что определяется совпадением первого окружения, равенством валентных углов, длин связей, координационных чисел каждого атома углерода. Различие во втором окружении атомов углерода в кубическом алмазе и лонсдейлите обусловлено тем, что в кубическом алмазе все слои, построенные из координационных тетраэдров, ориентированы одинаково, а в лонсдейлите каждый последующий тетраэдрический слой повернут на 60° по отношению к предыдущему. [c.7]

Если в качестве исходной элементарной ячейки взять гранецентрироваппый куб, то можно в редставить следующие случаи а) центры малых кубов не заняты — получается решетка типа благородных газов б) центры малых кубов заняты через один атомами, не отличающимися от других,— получается решетка типа алмаза в) центры малых кубов заняты через один отличающимися от других атомами или ионами — получается решетка типа цинковой обдхань и г) центры всех малых кубов заняты отличающимися от других атомами или ионами — получается решетка типа флюорита. [c.472]

Примечательной особенностью бора является сложность структур его полиморфных модификаций твердость некоторых из нпх близка к алмазу. Ромбоэдрическая а-форма бора В12 (индекс обозначает количество атомов В в элементарной ячейке) образуется при разложении боранов или BI3 при 800— 1200 С. Эта форма считается термодинамически нестабильной по сравнению с -ромбоэдрическим бором Вю5, который кристаллизуется из расплава очень чистого бора или образуется при отжиге других форм бора выше 1500 °С это одна из легкодоступных модификаций. Восстановление ВВгз водородом на танталовой нити при температурах 1200—1400 °С сопровождается образованием а-тетрагональной формы В50. Стеклообразный бор, а также тонкие нити из него, обладающие высокой прочностью на разрыв, практически аморфны на дифракто-грамме присутствуют лишь два размытых кольца. В структурах всех трех модификаций бора, а также некоторых боридов, богатых бором, содержатся икосаэдрические группы В,2, образующие основную часть каркаса, в некоторых случаях присутствуют также дополнительные атомы В. [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология